TWI309207B - - Google Patents

Description

1309207 兩端不等距的對應關係，會造成其磁阻尼的大小調控並不明㈣ 是效果不彰，而且磁控狀態也會呈現不穩以問題，故僅能用於 較低價位或不重視精確性的谨叙哭从 、 料性料動4，如台彎專利第G59007號 所述。 若將其手動操作方式改為以電動 电籾扠制方式時，就必須要由外 σΡ引入電源來供給電動之|鹿無拖技 尾動之驅動機構使用’造成其裝置位置被限制 在有電源的地方，繼時將造点垃 如 肝、成接電上的麻煩與不便，甚至會浪費 空間之使用’而造成運動器材艚 籾W何體積龐大，導致外觀設計不佳， 台灣專利第077857號。 、 另-種電磁式制動結構，係可得到較精確的阻力數 一較佳的設計。作是雷磁+•沾φ 4 為 仁疋電磁式的電磁鐵需要高電流的激磁，使 要大的發電’係必浪費其電量。而當溫度太高時，磁控狀態也會 呈現不穩定。並且電磁式的制動結構複雜，需要付出更高的成本。 又如圖一所示的美國發明專 乃寻利US 5，71!，404號及圖二的 卟6，58卜731號，且此制 双兩有強大磁場強度才能直 接對此飛輪產生制動力，所 力所以，内部發電的結構，包括··發電線 圈、矽鋼片，以及磁鐵等，冑 6义肩1 2 3又汁於鑄鐵飛輪之内部外圍處， 造成體積龐大、材料诸太极 6 1 成本增加，且因此設計制㈣分係靠近飛輪 轴〜位置，所以當高度運 2 得予會產生阿功率，制動部位會 溫，不易散發。 因此’如何得到更為良 3 好的電磁制動系統，乃業界普遍的問 題。本案發明人有鏜於習知問題 、的 \久所天乃亟思加以研究，中能 1309207 構思一良善解決方案，期能提供業界更為方便實用的產品。 【發明内容】 本發明之主要目的係提供一種渦流電磁制動系統，其構造簡 早、性能穩定、體積輕巧，並可依不同之運動量來自動調整負載 之大小，且可自供動力機構以及操作面板之電力，使其能夠提升 產量、降低成本的一種健身車之迴授電力的制動構造。

為達上述之目白勺，使其能肖自供迴授電力，在禱鐵飛輪上至 少具有一轉子、一永久磁鐵、環繞在永久磁鐵外圍的矽鋼片做為 定子、纏繞在矽鋼片上一或多組磁場線圈；該轉子中心軸的外緣 設有偶數個N、S極性交錯排列成環狀的永久磁鐵，在定子上並 設有一或多組發電線圈，當轉子轉動時會與發電線圈相互作用， 產生電動勢，亦即形成一交流電發電，再經過整流濾波後，成為 直流電經過權位控制器來控制電磁制動器，加人電磁财控制扭 力強弱，以此做段數設定及選擇，以四個控制位元為命），用權位 控制器控制後產生2的四次方等於16的段數選擇，也就是*個 位元最大有16種強度的等級；另外由於控制強度的等級越大， 電磁鐵與鑄鐵飛輪間的渦流也越大，渦流越大，扭力也越大，阻 力也相對增加’·應用在腳踏運動器材就是負載增加，腳踏的程度 會相對較吃力，運動效果會更明顯。 將非導磁性金屬板或環部份放置於E型電磁鐵接觸面或门 型電磁鐵的凹槽t間處，會產生更大的涡流，因為此非導磁性金 7 13〇92〇7 屬板或環會與電磁鐵產生斥力，嗜 、 吓刀讓屑流增強，因此有必要將非導 磁性金屬板或環加入此系統中，如 …、此非導磁性金屬板或環，電 磁鐵只能用空氣做為介質，產生 座生的渦流相對來說較小。 由於本系統為渦流電磁式制動έ . 刺動系統，所以在相同扭力值之條 •件下，此發電及制動控制電路，不需 个而徒供大量電壓及電流給電磁 内部，形 .制動元件，所以電路簡單且體積小，$ & i 償】，可安裝於鑄鐵飛輪 成一體結構。 【實施方式】 錄詳述本發明構造，使用及其特徵如下. 請參閱圖三所示，用腳踏方式本 Λ去轉動轉子中心軸12與鑄鐵 飛輪11’其間永久磁鐵13與定子矽鋼片 ，鋼月15間產生感應電動勢， 而發電線圈14纏繞在矽鋼片15 μ 甘 調乃ib上，其間如增加發電線圈的數 目’則感應電流會增大，並同時佶雷讲媒，e t ^ 于便電磁鐵1 6與非導磁性銅環j 7 間產生渴流效應’感應電流越大，加_ 士 &歧 喝人扭力也隨之增加，渦流也就越 大，另外以PCB控制板18去控制雷磁雜改电 利冤磁鐵強度，PCB控制板18的 構造分析如圖四所示。 如圖四方塊圖所示，當三组於雷蝻囤 心電線圈14所產生的感應交流

電流經過一電源整合電路22，整汽屮办你★ a L 登流出來後濾波成直流電’再輸 出至權位控制器23,做-電流二進位的數位轉換，來達成對電 流的權位控制，且同時控制電磁制動器24的電場強度，並可做 一 8段的段位設定與選擇25，可用強弱控制鍵26做控制;或可 8 1309207 圖’將可進一步瞭解本發明之技術内容及其目的功效；有關該實 施例之附圖為： 圖一為習知美國專利US 5，Π 1，404號的結構參考例圖； 圖二為習知美國專利US 6’ 58卜731號的結構參考例圖； 圖三為本發明的正面圖； 圖四為本發明發電及制動部分的方塊圖；

圖五為本發明中PWM閉道控制器的波形圖 圖六為本發明的立體組合圖 圖七為本發明的立體組合圖 圖八為本發明的立體組合圖 圖九為本發明的立體組合圖 圖十為E型電磁鐵結構圖； 圖十一為Π型電磁鐵結構圖。 •【主要元件符號說明】 11 鑄鐵飛輪 12 中心軸 13 永久磁鐵 14 發電線圈 15 矽鋼片 16 E型電磁鐵 17 非導磁性銅環 18 PCB控制板 21 PWM控制器 22 電源整合電路 23 權位控制器 24 電磁控制器 25 16段數控制與選擇模組 26 強弱控制鍵 10 1309207 27 鑄鐵飛輪 28 29 门型電磁鐵 30 非導磁性銅板 凹槽

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Claims (1)

1309207 申請專利範圍： .一種渦流電磁制動系統，其包括有： 一鑄鐵飛輪，其具有中心軸承； 一永久磁鐵’係裝置在該中心軸承上. 一發電線圈’係繞設在該永久磁鐵的外部； -非導磁性金屬環，促進渦流增加的裝置，係裝置於鑄鐵 飛輪與電磁制動器中間，且在鑄鐵飛輪上與其同轴心； 一電磁鐵，為此系統的電磁制動器； -電源整合電路，將轉子與定子間的感應電動勢產生的交 流電做整流濾波為直流電； 一權位控制器，為一 D / A轉振哭，脾®、*分 ^ ff佚將電流依二進位轉換做 一強弱段數的設定與選擇； 操縱做運動強度的調整，設定 一儀表介面模組，為人為可 與選擇。 2.如申凊專利範圍第！項所述之渦流電磁制動系統，其中該 非導磁性金屬環為紹、銅等非導磁性的金屬材質。 3· 士申'^專利圍第1項所述之渦流電磁制動系統，其中該 &電、、圈為、一或二組’線圈數越多，發電量越大，感 μ電越大則電磁鐵與非導磁性銅環間的渦流也越大， 阻力也越大。 4.如申明專利圍第！項所述之渦流電磁制動系統，其中該 非導磁ί!鋼&改變為板狀等方便電磁鐵去作用的形狀。 12 1309207 5·如申請專利範圍第μ所述之渦流電磁制動系統，其中該 電磁鐵為Ε型電磁鐵。 I 6·如巾請專利項所狀錢電磁制動系統，其中該 •電磁鐵為Π型電磁鐵。 7.如申請專利範圍第5項所述之錢電磁制動系統，且中該 E型電磁鐵在鑄鐵飛輪外圍時，採貼近式去靠近在禱鐵飛 輪外圍的非導磁鋁環或鋼環。 # 8.如中請專利範圍第5項所述之渦流電磁制動系統，其中該 E型電磁鐵在鑄鐵飛輪内圈時，採貼近式去靠近在禱鐵飛 輪内圈的非導磁鋁環或銅環。 9·如申請專利範圍第6項所述之渦流電磁制動系統，其中該 门型電磁鐵在鑄鐵飛輪外圍時，採將非導磁性銘板或銅板 置於门型電磁鐵的凹槽中，且此非導磁性紹板或銅板凸出 禱鐵飛輪外緣，方便门型電磁鐵與非導磁性銘板或銅板作 • 用。 10. 如申明專利範圍第6項所述之渦流電磁制動系統，其中 該门型電磁鐵在鑄鐵飛輪内圈時，採將非導磁性鋁板或銅 板置於η型電磁鐵的凹槽中，且此非導磁性紹板或銅板凸 出禱鐵飛輪内緣，方便门型電磁鐵與非導磁性铭板或銅板 作用。 11. 如申請專利範圍帛3項所述之渦流電磁制動系統，其中 該感應電流為交流電需經過一電源整合電路，整流濾波為 13 1309207 直流電。 12.广申：專利範圍第u項所述之渦流電磁制動系統，其中 5玄直流電經過—權位控制器，用二進位轉換為數位信號， 可控制電磁鐵的電場強弱與儀表介面模組的段數設定及 選擇。 13 ·如申睛專利範圍第1}項所述之渦流電磁制動系統，經由 儀表板的段數選擇控制直流經過脈波寬度控制器，改變脈 波寬度大小，而可控制制動電磁鐵的電場強度。

14 b年”月"作修I更)正:: 1309207 - 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（三）圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明：

11 鑄鐵飛輪 12 中心軸 13 永久磁鐵 14 發電線圈 15 矽鋼片 16 電磁鐵 17 非導磁性銅環 18. 發電及制動電路 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：